Разпространение на небесните вълни

Пречупването настъпва, когато скоростта на вълната се промени. Вълната винаги се огъва към по-бавната скорост. Радиовълните се ускоряват в йоносферата, така че са склонни да се огъват обратно към Земята. Количеството на пречупване зависи от три основни фактора: (1) плътността на йонизацията, (2) честотата и (3) ъгъла, под който вълната навлиза в слоя.

Пречупване в йоносферата

Пречупването настъпва, когато скоростта на вълната се промени. Вълната винаги се огъва към по-бавната скорост. Радиовълните се ускоряват в йоносферата, така че са склонни да се огъват обратно към Земята. Количеството на пречупване зависи от три основни фактора:

• плътността на йонизацията
• честотата и
• ъгъла, под който вълната навлиза в слоя.

Йонизационна плътност

Тази анимация илюстрира връзката между пречупването на радиовълните и плътността на йонизацията. С увеличаване на плътността вълните се огъват по-рязко и радиовълните се връщат към Земята по-близо до предавателя.

Честота

Радиовълните с ниска честота се пречупват по-рязко от високочестотните вълни и по този начин се връщат на Земята по-близо до предавателя. За всеки даден йоносферен слой съществува максимална честота, която ще се пречупи достатъчно, за да се върне на Земята. Ние наричаме тази честота критична честота. При по-високи честоти вълните ще преминават през слоя.

Ъгъл на падане

Скоростта, с която вълна с дадена честота се пречупва от йонизиран слой, зависи от ъгъла, под който вълната навлиза в слоя. Това изображение показва радиовълни с еднаква честота, влизащи в йоносферния слой под различни ъгли. През слоя преминават вълни, които влизат под твърде стръмен ъгъл. Тъй като ъгълът е плитък, пречупването се увеличава, докато се достигне ъгъл, при който вълната се пречупва обратно към Земята. Ние наричаме това критичен ъгъл.

Има и минимален ъгъл, който ще се пречупи обратно към Земята. При всеки по-малък ъгъл вълната ще се пречупи, но няма да се върне на Земята.

Както показва това изображение, всяка честота има свой критичен ъгъл. По-високите честоти пречупват по-малко, така че имат по-нисък критичен ъгъл.

Тази фигура показва връзката между разстоянието за прескачане на небесната вълна, зоната на прескачане и покритието на земната вълна. Разстоянието за пропускане е разстоянието от предавателя до точката, където небесната вълна се връща за първи път към Земята. Размерът на разстоянието на пропускане зависи от критичния ъгъл.

Зоната на пропускане е зона на мълчание между най-далечната степен на предаване на земната вълна и точката, където небесната вълна се връща за първи път към Земята. Когато покритието на земната вълна е равно или надвишава разстоянието за прескачане, няма зона за прескачане.

Пътища на разпространение

Радиочестотната (RF) енергия, излъчвана от предавателна антена, се разпространява с разстояние. Следователно радиовълните удрят йоносферата под много различни ъгли, а не под един ъгъл. Това може да доведе до няколко различни пътя между предавател и приемник, включително следното:

• два или повече пътя през един слой,
• път, включващ повече от един слой,
• множество скокове между йоносферата и Земята, или
• всяка комбинация от тези пътища.

Тази фигура показва как радиовълните могат да следват няколко различни пътя на разпространение.